高考生物一輪復習：第5講 細胞器之間的分工合作

第5講：細胞器之間的分工合作05一、細胞質(zhì)基質(zhì)二、細胞器三、生物膜系統(tǒng)四、用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動回憶細胞是一個相對獨立的系統(tǒng)，此系統(tǒng)的邊界是？此系統(tǒng)的控制中心是？此系統(tǒng)的分工合作依靠哪些“車間”？1細胞膜2細胞核3細胞質(zhì)動物細胞亞顯微結構細胞器細胞質(zhì)基質(zhì)細胞骨架細胞質(zhì)基質(zhì)細胞代謝的主要場所（進行著多種化學反應）組成呈膠質(zhì)狀態(tài)（可流動），由水、無機鹽、氨基酸、核苷酸、多種酶等組成。由蛋白質(zhì)纖維構成維持細胞形態(tài)、錨定并支撐細胞器，與細胞運動、分裂、分化，以及物質(zhì)運輸，能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關功能細胞質(zhì)基質(zhì)中“漂浮”著許多細胞器，怎樣才能看見細胞器呢？高中生物中的各類“骨架”：生物大分子、細胞、細胞膜、DNA顯微結構電子顯微鏡光學顯微鏡亞顯微結構能夠在光學顯微鏡下觀察到的結構是？能夠在電子顯微鏡下觀察到的結構是？細胞壁、細胞核、線粒體、葉綠體、大液泡、染色體(分裂期)、脂肪粒等動物細胞亞顯微結構高等植物細胞亞顯微結構(能觀察到細胞器）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體高爾基體溶酶體核糖體中心體液泡葉綠體細胞器分離各種細胞器的方法?差速離心法細胞勻漿低速離心中速離心高速離心大顆粒較大顆粒小顆粒細胞核線粒體、溶酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體更高速離心更小顆粒核糖體1.核糖體①組分：rRNA+蛋白質(zhì)，無膜②分布：③分類：附著的核糖體游離核糖體④功能：合成分泌蛋白如消化酶、血漿蛋白等合成胞內(nèi)蛋白如血紅蛋白、呼吸酶等“生成蛋白質(zhì)的機器”動植物2.中心體①組分只有蛋白質(zhì)，無膜結構(無磷脂)，由兩個相互垂直的中心粒及周圍物質(zhì)組成。②分布③功能④加倍時間分裂間期復制動物和低等植物與細胞有絲分裂有關3.液泡①結構：②組分：③分布：④功能單層膜成熟植物細胞才有大液泡單層膜，內(nèi)含細胞液，含糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)、氨基酸、生物堿以及水溶性的色素等。細胞內(nèi)液又是啥？如花青素，吸收光能嗎？調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺，維持植物細胞形態(tài)，與細胞吸水、失水密切相關。4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

①

形態(tài)：②分布：③

分類：光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)④功能：附著核糖體，合成和加工、運輸?shù)鞍踪|(zhì)（糖蛋白等）由單層膜圍成的管狀，泡狀或扁平囊狀結構連接形成的膜性管道系統(tǒng)動植物合成脂質(zhì)（磷脂、膽固醇、性激素等），糖類的合成膜面積最大的細胞器合成和加工、運輸?shù)鞍踪|(zhì)，以及合成脂質(zhì)增大細胞內(nèi)部膜面積，提供酶附著位點，利于物質(zhì)合成和運輸。5.高爾基體①

形態(tài)：②分布：③

功能：由單層膜圍成的扁平囊狀和囊泡狀結構主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類、包裝的“車間”和“發(fā)送站”，是細胞內(nèi)囊泡運輸?shù)臉屑~。動植物注意高爾基體不說“合成”！功能上動植物有區(qū)別：a.與動物分泌物有關(囊泡)

b.與植物細胞壁形成有關6.溶酶體①

形態(tài)：②分布：③

功能：單層膜，球狀結構，起源于高爾基體主要在動物細胞

“消化車間”，內(nèi)含60多種酸性水解酶，（對內(nèi)）能分解衰老、損傷細胞器，（對外）吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。消化分解的產(chǎn)物，如果對細胞有用可以回收利用，廢物則被排出細胞外。PH=5.0①

維持溶酶體的pH為5.0，主要涉及的運輸方式？主要是H+的逆濃度梯度運輸，主動運輸②溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不會被這些水解酶分解?膜的成分可能被修飾，使得酶不能對其發(fā)揮作用。③

少量溶酶體酶泄露到細胞質(zhì)基質(zhì)中，并不會引起細胞的損傷，為什么？細胞質(zhì)基質(zhì)：PH=7.2細胞質(zhì)基質(zhì)中的pH為7.0，在這種環(huán)境中溶酶體酶的活性很低。細胞質(zhì)基質(zhì)：PH=7.2④新宰的畜、禽，如果馬上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，過一段時間再煮，肉反而鮮嫩。這可能與肌細胞內(nèi)哪一種細胞器的作用有關？與溶酶體有關。新宰的動物肉過一段時，細胞內(nèi)的溶酶體破裂，釋放其中的水解酶，其中把蛋白質(zhì)水解成小的短肽。⑤造成硅肺的原因是什么？肺部吸入硅塵(SiO2)后，硅塵被吞噬細胞吞噬，吞噬細胞中的溶酶體缺乏分解硅塵的酶，而硅塵卻能破壞溶酶體膜，使其中的水解酶釋放出來，破壞細胞結構，使細胞死亡，最終導致肺的功能受損。PH=5.0細胞質(zhì)基質(zhì)：PH=7.2嵴7.線粒體①

形態(tài)：②成分：③分布：④

功能：雙層膜，短棒狀、啞鈴型等

動植物細胞，一般均勻分布，可定向運動到代謝旺盛部位，組成肌質(zhì)體。(哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲等無線粒體。)

“動力車間”，生命活動95%能量來自線粒體，細胞進行有氧呼吸的主要場所，(完成有氧呼吸的第二、三階段，氧化分解丙酮酸，而不是葡萄糖)。含有與有氧呼吸有關的酶、DNA、RNA

和核糖體。內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊成嵴。8.葉綠體①

形態(tài)：②成分：③分布：④

功能：雙層膜，綠色、扁平的橢球形或球形含有與光合作用有關的酶、光合色素（脂溶性）、DNA、RNA

和核糖體。類囊體堆疊成基粒葉肉細胞幼嫩的莖保衛(wèi)細胞外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒

主要分布于植物葉肉細胞中。植物的根、種子、表皮等非綠色結構不含葉綠體。“養(yǎng)料制造車間”“能量轉換站”，細胞進行光合作用的場所，完成光合作用的全過程。外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴外膜內(nèi)膜基質(zhì)基粒相同點①具有雙層膜②都含有少量DNA、RNA、核糖體，可進行轉錄和翻譯合成部分蛋白質(zhì)，屬于半自主細胞器。③都能產(chǎn)生ATP，與能量轉換有關。線粒體：有機物中穩(wěn)定的化學能→ATP中活躍的化學能葉綠體：光能→有機物中穩(wěn)定的化學能(光反應階段產(chǎn)生ATP)④都能產(chǎn)生【H】線粒體：NADH

葉綠體：NADPH具膜細胞器的演化細胞膜內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體核膜細菌侵入共生線粒體藍細菌侵入共生葉綠體內(nèi)折葉綠體與線粒體的起源——內(nèi)共生起源學說

線粒體和葉綠體分別起源于原始真核細胞內(nèi)共生的好氧細菌和藍細菌。（1）內(nèi)容：（2）證據(jù)：②線粒體和葉綠體中含有DNA、RNA和核糖體，能夠進行DNA復制、轉錄和翻譯(半自主細胞器)③線粒體、葉綠體DNA不與蛋白質(zhì)結合形成染色質(zhì)，DNA為環(huán)狀。①線粒體和葉綠體的基因組與原核生物的基因組相似④線粒體、葉綠體具有雙層膜，內(nèi)外膜存在明顯性質(zhì)和成分差異。外膜與真核細胞膜相似，內(nèi)膜與原核細胞膜相似。⑤線粒體、葉綠體的分裂方式與原核細胞相似。[典例]線粒體和葉綠體為半自主性細胞器，內(nèi)共生學說認為它們分別起源于原始真核細胞內(nèi)共生的需氧型細菌和光能自養(yǎng)型細菌。以下事實最不可能作為內(nèi)共生學說證據(jù)的是()A.線粒體和葉綠體中都有核糖體 B.線粒體和葉綠體都含有酶C.線粒體和葉綠體都能進行分裂 D.線粒體和葉綠體都含有環(huán)狀DNAB[歸納]細胞器按照不同劃分標準總結葉綠體、液泡中心體核糖體高爾基體葉綠體、大液泡、中心體植物特有的細胞器動物和低等植物特有原核和真核生物共有動植物體內(nèi)功能不同植物根尖分生區(qū)沒有分布線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體、核糖體葉綠體、液泡含DNA含RNA含色素成分線粒體、葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體核糖體、中心體核糖體、中心體、高爾基體、線粒體線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體有絲分裂主動運輸功能間期合成蛋白質(zhì)動物和低等植物分裂前期發(fā)出星射線形成紡錘體植物細胞分裂末期形成細胞壁供能雙層膜單層膜無膜結構光學顯微鏡下可見線粒體、葉綠體、大液泡線粒體、葉綠體、中心體線粒體、葉綠體、核糖體能復制能發(fā)生堿基互補配對能產(chǎn)生ATP能產(chǎn)生水功能與蛋白質(zhì)合成分泌有關核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體線粒體(有氧呼吸)、葉綠體(光反應)線粒體、核糖體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有氧呼吸脫水縮合合成多肽鏈光反應脫水縮合合成纖維素脫水縮合合成脂質(zhì)真核細胞光合作用_________發(fā)生于葉綠體，丙酮酸徹底氧化分解_________發(fā)生于線粒體。能進行有氧呼吸的生物_________有線粒體，真核生物的有氧呼吸_________主要發(fā)生在線粒體中。能進行光合作用的生物，_________有葉綠體。一切生物，其蛋白質(zhì)合成場所_________是核糖體。不一定不一定一定一定一定一定?例如光合細菌等?例如好氧細菌?包括病毒，其蛋白質(zhì)在宿主細胞的核糖體中合成1234填：“一定”、“不一定”沒有葉綠體和大液泡的_________是動物細胞。在真核細胞中，經(jīng)高爾基體加工分泌的物質(zhì)_________為分泌蛋白，分泌蛋白_________經(jīng)高爾基體分泌?！捌咸烟恰帷钡姆磻猒________不發(fā)生在細胞器中。有細胞壁的生物_________是植物。不一定一定一定不一定不一定6789?細菌、真菌也有細胞壁?如：根尖分生區(qū)有中心體的細胞________為動物細胞，但________不是高等植物。不一定一定?可能是低等植物細胞5[歸納]根據(jù)成分識別細胞器甲：有核酸，有膜結構：乙：無核酸，有膜結構：丙：有核酸、無膜結構：線粒體、葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體、溶酶體或液泡核糖體中心體圖怎么畫？膜結構的分辨葉綠體膜線粒體膜核膜可能是細胞膜(溶酶體膜/液泡膜/內(nèi)/高)據(jù)圖分析：（1）圖中能發(fā)生堿基互補配對的細胞器有________。（2）能產(chǎn)生ATP的細胞器有______。（3）③和⑥的關系是_______________。（4）真核細胞中面積最大的膜結構是____。（5）與低等植物細胞有絲分裂有關的細胞器有_________。（6）與花瓣顏色有關的色素分布于____中，光合色素分布于____。①②⑦①②⑥起源于③④①③⑦⑧⑤②2023山東卷T1：細胞中的核糖體由大、小2個亞基組成。在真核細胞的核仁中，由核rDNA轉錄形成的rRNA與相關蛋白組裝成核糖體亞基。下列說法正確的是（）A．原核細胞無核仁，不能合成rRNA B．真核細胞的核糖體蛋白在核糖體上合成C．rRNA上3個相鄰的堿基構成一個密碼子 D．細胞在有絲分裂各時期都進行核DNA的轉錄B2023廣東卷T4：下列敘述中，能支持將線粒體用于生物進化研究的是（）A．線粒體基因遺傳時遵循孟德爾定律B．線粒體DNA復制時可能發(fā)生突變C．線粒體存在于各地質(zhì)年代生物細胞中D．線粒體通過有絲分裂的方式進行增殖B2023湖南卷T2：關于細胞結構與功能，下列敘述錯誤的是（

）A.細胞骨架被破壞，將影響細胞運動、分裂和分化等生命活動B.核仁含有DNA、RNA和蛋白質(zhì)等組分，與核糖體的形成有關C.線粒體內(nèi)膜含有豐富的酶，是有氧呼吸生成CO2的場所D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種膜性管道系統(tǒng)，是蛋白質(zhì)的合成、加工場所和運輸通道C1、什么是生物膜？什么是生物膜系統(tǒng)？2、真核細胞、原核細胞都有生物膜和生物膜系統(tǒng)嗎？原核生物(原核細胞)真核生物(真核細胞)生物膜生物膜系統(tǒng)細胞膜核膜等細胞器膜有有有缺一不可共同組成沒有★生物膜系統(tǒng)≠生物膜膀胱膜、眼角膜、視網(wǎng)膜、小腸黏膜等不屬于生物膜判斷：生物膜指生物體內(nèi)的所有膜結構()細胞×3、生物膜特點：組成結構和成分很相似，在結構和功能上緊密聯(lián)系。①生物膜的主要成分是：脂質(zhì)(磷脂)+蛋白質(zhì)相似性：差異性：②生物膜的基本結構：a.磷脂雙分子層——基本骨架b.蛋白質(zhì)分子分布在磷脂雙分子層中各種生物膜都主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。每種成分所占的比例不同，功能越復雜的生物膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量就越多。流動性③結構上密切聯(lián)系：高爾基體膜核膜細胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜間接聯(lián)系（囊泡）間接聯(lián)系（囊泡）直接聯(lián)系直接聯(lián)系線粒體膜溶酶體膜直接聯(lián)系間接聯(lián)系（囊泡）④功能上密切聯(lián)系：分泌蛋白的合成和運輸分泌蛋白：在細胞內(nèi)合成，分泌到細胞外起作用的蛋白質(zhì)。A.消化腺細胞合成并分泌的消化酶。C.下丘腦、垂體、胸腺、胰島等合成的多肽蛋白類激素。B.細胞因子、抗體。④功能上密切聯(lián)系：分泌蛋白的合成和運輸A.實驗材料：B.實驗方法：豚鼠胰腺腺泡細胞，3H標記的亮氨酸同位素標記法、同位素標記放射性同位素穩(wěn)定同位素3H標記亮氨酸，研究分泌蛋白的合成與運輸過程。14C標記CO2，研究暗反應中碳的轉移途徑。標記DNA3H14C32P35S標記蛋白質(zhì)噬菌體的遺傳物質(zhì)18O15N標記H2O、CO2研究光合產(chǎn)物O2中氧原子的來源。標記DNA研究DNA復制方式。檢測放射性強度和位置檢測密度或相對分子質(zhì)量放射自顯影技術線粒體(供能)氨基酸多肽具有一定空間結構的蛋白質(zhì)

成熟蛋白質(zhì)分泌蛋白核糖體(翻譯)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜囊泡囊泡胞吐細胞核(轉錄)mRNA場所初步加工進一步加工體現(xiàn)了膜的什么特性？分泌蛋白的合成和運輸：細胞器之間的合作流程圖解讀——(1)細胞核：(2)核糖體：(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：(4)高爾基體：(5)細胞膜：(6)線粒體：基因的轉錄，將遺傳信息從細胞核傳遞到細胞質(zhì)。通過翻譯將氨基酸合成多肽。對多肽進行初步加工(如盤曲、折疊、糖基化等)，形成較成熟的蛋白質(zhì)，再以囊泡的形式運送至高爾基體。進一步加工為成熟的蛋白質(zhì)，并以囊泡的形式運輸?shù)郊毎ぁＭㄟ^胞吐作用，將蛋白質(zhì)分泌到細胞外成為分泌蛋白。提供能量。分泌蛋白的加工與運輸過程的圖解分析【典例】如圖表示用3H標記的亮氨酸在不同結構中檢測到的放射性強度隨時間的變化，其中標號依次表示什么細胞器或膜結構？核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞膜高爾基體與分泌蛋白形成分泌有關的“結構”“細胞器”“膜結構”核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體細胞核、細胞膜有關的結構有關的細胞器有關的膜結構【例】研究蛋白質(zhì)合成及運輸，科學家常用3H標記亮氨酸（結構式如圖）作原料，來追蹤蛋白質(zhì)的定向運輸。①用作原料的亮氨酸，只標記①號位的H，則實驗_____(填“能”或“不能”）達到追蹤的目的，原因是_________________________________________________②當用3H標記的亮氨酸培養(yǎng)某種細胞時，一段時間后細胞核、高爾基體中均檢測到放射性。請分別說明蛋白質(zhì)是如何進入細胞核、高爾基體的。不能蛋白質(zhì)通過核孔運輸進入細胞核，蛋白質(zhì)通過囊泡運輸進入高爾基體脫水縮合時被標記3H形成H2O，蛋白質(zhì)無放射性，不能被追蹤。細胞內(nèi)各種蛋白質(zhì)的合成和轉運途徑游離核糖體合成一小段肽鏈粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成加工形成囊泡高爾基體加工形成囊泡細胞膜上細胞外溶酶體細胞質(zhì)基質(zhì)細胞器細胞核細胞膜使細胞具有一個_____________的內(nèi)部環(huán)境能量轉換決定相對穩(wěn)定信息傳遞(細胞識別）物質(zhì)運輸(載體蛋白等)其他膜_________的支架，為生化反應的進行創(chuàng)造條件使細胞內(nèi)部_________保證化學反應高效、有序地進行酶附著區(qū)域化生物膜的功能：(1)溶酶體能合成水解酶用于分解衰老的細胞器(

)(2)中心體在動物細胞有絲分裂的前期完成倍增(

)(3)液泡內(nèi)細胞液的濃度升高導致植物細胞質(zhì)壁分離(

)(4)葉綠體中基粒和類囊體擴展了捕獲光能的膜面積(

)(5)具有雙層膜的細胞器有線粒體、葉綠體和細胞核(

)(6)細胞壁是植物細胞特有的結構，是區(qū)分動物、植物和微生物細胞的特征之一(

)√×××××例1.右如A、B、C、D表示細胞內(nèi)幾種蛋白質(zhì)的合成和轉運過程，圖中①②③④⑤⑥⑦代表細胞A.在①結構上發(fā)生的是轉錄和翻譯的過程B.B物質(zhì)可能為RNA聚合酶C.細胞呼吸中的ATP合成酶屬于A類物質(zhì)，胃蛋白酶屬于D類物質(zhì)D.③④結構可以對蛋白質(zhì)進行加工，蛋白質(zhì)每次進出均需穿一層膜B結構。下列敘述正確的是（）例2.人工腎能部分代替真正的腎起作用，如下圖所示，患者的血液在中空纖(1)當病人的血液流過人工腎時能把其血液中的______________透析掉，這體現(xiàn)了細胞膜的________________。小分子代謝廢物(2)患者的血液要流經(jīng)人工腎許多次之后，才能起到較好的作用，原因是________________________________________________________。血液透析時不可能一次把代謝廢物透析干凈，需經(jīng)多次透析維管中向一側流動，稱為透析液的水溶液在外向相反方向流動，血液中的水分子、代謝廢物通過透析膜(中空纖維)進入到透析液中。選擇透過性用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體實驗材料的選擇與處理觀察對象：葉綠體葉綠體位于進行光合作用的細胞中，如植物葉肉細胞中葉片不透光怎么辦？普通植物葉片葉綠體不能直接肉眼觀察葉片能直接觀察到葉綠體嗎？普通葉片直接置于顯微鏡下能觀察達到葉綠體嗎？普通葉片因為不透光無法直接顯微觀察觀察用植物葉片需要足夠薄葉綠體在何處？怎樣使材料足夠??？厚材料撕薄層，如菠菜葉選擇薄的材料，如黑藻葉為什么撕取下表皮捎帶葉肉？表皮細胞一般無葉綠體；下表皮附近葉肉細胞中葉綠體較少，容易觀察細胞代謝越旺盛，細胞質(zhì)流動越顯著。如何做才更容易觀察到細胞質(zhì)流動？用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體1.實驗原理(1)觀察葉綠體：葉肉細胞中的葉綠體，散布于

中，呈

。可以在

顯微鏡下觀察它的形態(tài)和分